X射線衍射技術（XRD）在建築材料檢測中的應用

X射線衍射技術（X-ray diffraction，即XRD），是對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態等資訊的研究手段。XRD採用單色X射線為衍射源，一般可穿透固體，從而驗證其內部結構，因此XRD可以給出材料的體相結構資訊。透過XRD技術，可實現對物質中的礦物相的定性和定量分析。

0

1

技術原理

採用X射線對物質進行衍射分析，不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產生強X射線衍射，衍射線在空間分佈的方位和強度，與晶體結構密切相關，並會得到物質特有的衍射圖譜。

0

2

應用領域

由於XRD具有所需樣品數量少、檢測速度快、無汙染、不損失檢材及資料處理方便等特徵，因此X射線衍射分析法作為材料結構和成分分析的一種現代科學方法，已在建築材料、化學、生物等科學研究和行業生產中廣泛應用。

採用XRD技術可進行物相的鑑定和定量分析，點陣常數測定，晶粒大小，微觀應力，殘餘應力分析及薄膜分析，平行光路幾何用於表面粗糙和不規則形狀物體的相鑑定分析，小角X射線散射，直接分析奈米粒子的粒度，孔徑分佈計算，可進行奈米孔結構分析。

0

3

樣品要求

X射線衍射技術適用於多種型別產品的檢測，送檢樣品可為粉末狀、塊狀、薄膜、鍍膜及其它形狀。樣品種類不同，具體要求也有所區別：

①粉末樣品需要量約為2g以上（視其密度和衍射能力而定），送檢粉末樣品需預先乾燥並研磨至大於200目；

②塊狀和薄膜樣品要求寬度不小於1。5cm、厚度不大於0。5cm近似平面試樣；

③對於測量金屬樣品的微觀應力（晶格畸變），測量殘餘奧氏體，要求製備成金相樣品，並進行普通拋光或電解拋光，消除表面應變層；

④若樣品在空氣中不穩定，會吸溼、風化、分解，則需採取保護隔離措施，若試樣易燃、易爆、有毒，則應採取相應的防護措施。

0

4

應用例項

採用X射線衍射分析時，掃描速度是一個很重要的試驗引數，要根據不同建材產品的特徵選擇合適的掃描速度。如果掃描速度太快，會使衍射線強度下降，線形發生畸變，導致峰位偏移，解析度下降；如果掃描速度太慢，又太浪費時間。

試驗前，應事先準備好X射線衍射儀等裝置，並選擇合適的掃描範圍、掃描電壓和電流等條件。在檢測中，被測試試樣XRD圖譜會被清晰地呈現出來，如下圖所示案例：

由於不同物質其衍射圖譜在衍射峰數目、角度位置、相對強度次序以至衍射峰的形狀均會有所不同，將衍射圖譜與標準PDF卡片進行比對，透過樣品的X射線衍射圖譜與已知的晶態物質的X射線衍射圖譜的對比分析便可以完成樣品物相組成和結構的定性鑑定；透過對樣品衍射強度資料的分析計算，可以完成樣品物相組成的定量分析。